为增强中、下承式拱桥悬吊桥面系的强健性，以无纵桥向加劲梁的中、下承式拱桥悬吊桥面系为研究对象，提出了一种采用钢管桁架加劲纵梁的悬吊桥面系强健性加固结构，对比分析了悬吊桥面系强健性加固前后吊杆断裂时剩余结构的动力响应；开展了钢管桁架加劲纵梁强健性加固结构模型试验和有限元分析，研究了吊杆断裂后加固结构的受力性能与破坏模式；讨论了精轧螺纹钢筋预紧力、开孔钢板厚度和材质对强健性加固结构受力性能的影响。研究结果表明：采用钢管桁架加劲纵梁加固悬吊桥面系后，长(短)吊杆断裂时桥面系最大竖向位移与应力分别降低了1.30(1.31)和3.31(1.99)倍，与断裂吊杆相邻的吊杆的最大索力降低了1.25(1.25)倍；在弹塑性阶段，钢管桁架加劲纵梁加固结构的开孔钢板发生弯曲变形，横梁下排植筋破坏，达到极限荷载时，中间下侧加劲钢板与开孔钢板间的焊缝发生断裂，随后下弦管与开孔钢板间的焊缝出现开裂而丧失承载能力；精扎螺纹钢筋合理预紧力为50　kN,开孔钢板合理厚度为20　mm;开孔钢板的材质从Q235提高至Q345时加固结构极限荷载增加了11.9%,说明提高开孔钢板的材质强度可有效提高加固构造的极限承载力。综上所述，采用钢管桁架加劲纵梁加固中、下承式拱桥悬吊桥面系可有效增强其强健性。